DE2052455B2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Datenübertragung - Google Patents

Description

im folgenden als Leitstation bezeichnet, über eine so müssen in

cTnleschlossen sind. In der LegationL b ^^^ST& SSeÄ^to

sich z.B. eine Datenverarbeitungsanlage die Tra- RK^"^rJ2SJL^y S den jeweiligen Anfozde-

bamenstationen sind mit Daten-Endeinnchtungen "^^

ausgerüstet. Die Übertragungsstrecken α, b, c und / ungen ^u»JjJJ" ^^fSJ Störgeräusche wer-

sind jede für sich mit Datenmodems abgesch ossen, gnjgwWtwoen *°™ f_eh,_{em führe}n,

die Verbindung in der Knotenpunktstelle erfolgt auf ι. ^^^hZTübeSniitt^» durchge-

Bibdi Di übrtung der Daten zw.- durch ft «^J^™2JH^ k

der Basisbandseite. Die Übertragung der Daten zwi- durch die nach jeder UDertragungssucnvc _Uu,«.u₆w sehen den Trabantenstationen und der Leitstation führte Regeneration des Datensignales unterdrückt, kann mit einem Zeitmultiplex- oder mit einem Eine Steuerung der einzelnen Datenmodems von Abfrage-(Polling-)verfahren erfolgen. einer Leitstation aus ist nicht erforderlich, die Daten-

Arbeitet das DatenübertTagungssystem na:h 15 modems eines Netzes bleiben immer eingeschaltet. F i g. 2 mit einem Zeitmultiplexverfahren, so treffen Deshalb ist es, wie erwähnt, unter bestimmten Vorvon den Trabantenstationen A, B und C in der aussetzungen möglich, die Synchronisation der Takt-Knotenpunktstelle gleichzeitig Datenströme ein, die frequenz im ganzen Netz ohne Unterbrechung aufhier zu einem gemeinsamen Datenstrom verschachtelt rechtzuerhalten. Dadurch entfallen die Zeitverluste, werden müssen. Die Taktfrequenz des abgehenden ao die sonst durch Einschwingüi der Leitstation und Gesamtdatenstromes ist dabei entsprechend größer durch die Synchronisation der Taktfrequenz aufals die Taktfrequenzen der einzelnen ankommenden treten. Der Übergang von einem in sich abgeschlos-Datenströme. Auch bei diesem System nach F i g. 2 senen Datenübertragungsnetz in ein öffentliches sind die einzelnen Übertragungsstrecken a, b, c und / WHhlvermittlungsnetz ist leicht möglich, vollkommen selbständige Gebilde mit jeweils eigenen »5 In der deutschen Offenlegungsschrift 1 512 399 ist Taktoszillatoren. Die Taktfrequenzen der ankom- ein Verfahren zur Datenübertragung beschrieben, bei menden Datenströme werden sich deshalb unter- dem mehrere Sender und Empfänger über Übertrascheiden, eine Verschachtelung ist nicht möglich. gungsstrecken miteinander verbunden sind, wobei Durch eine Synchronisierung der Trabantenstationen zwischen einem Sender und einem mit diesem in über die Rückleitung der Vollduplexverbindung von 3& Verbindung stehenden Empfänger mehrere Übertrader Leitstation L aus kann zwar innerhalb gewisser gungsstrecken aufeinander folgen können, die für Grenzen eine einheitliche Taktfrequenz aufrecht- unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten auserhalten werden. Die Phase der in der Knotenpunkt- gelegt sind. Zur Erzielung einer möglichst guten stelle K z. B. von der Trabantenstation A eintreffen- Ausnutzung der Übertragungsstrecken sieht das Verden Daten unterscheidet sich jedoch infolge der 35 fahren vor, daß beim Übergang von einer ersten unterschiedlichen Längen der Übertragungsleitun- Datenübertragungsstrecke zu eirer zweiten Datengen α u-'.d b von der der Daten auf der Übertragungs- Übertragungsstrecke die maximal mögliche Datenstrecke b. Erschwerend kommt hinzu, daß die Über- übertragungsgeschwindigkeit dieser zweiten Datentragungen nicht immer über die gleichen Leitungen Übertragungsstrecke festgestellt und dann die erste erfolgen, sondern daß nach Bedarf möglicherweise 40 Datenübertragungsgeschwindigkeit in die zweite immer wieder andere Strecken in einem Wählver- Datenübertragungsgeschwindigkcil umgewandelt wird, mittlungsnetz verwendet werden. Dies erfordert Zu diesem Zweck sind an den Endpunkten der Überlaufend die gleichzeitige Synchronisierung der Kno- tragungsstrecke Speicher vorgesehen, in denen eine tenpunktstelle auf unterschiedliche und sich ändernde auf der ersten Datenübertragungsstrecke ankom-Phasen der ankommenden Datenströme. 45 mende Nachricht zunächst vollständig gespeichert

Bei Anwendung eines Abfrage-(Polling-)verfahrens und sodann nach Feststellung der möglichen Überwerden die einzelnen Trabantenstationen nacheinan- tragungsgeschwindigkeit auf der folgenden zweiten der zur Übertragung von Daten aufgefordert, die Datenübertragungsstrecke mit dieser zweiten Uber-Datenitröme aus den einzelnen Trabantenstationen tragungsgeschwindigkeit wieder ausgelesen und über treffen nacheinander in der Knotenpunktstelle ein, 50 die zweite Datenübertragungsstrecke übertragen also z. B. zuerst der Datenstrorr aus der Trabanten- wird. Eine kontinuierliche Datenübertragung ist bei station A, dann der Datenstrom aus der Trabanten- diesem Verfahren nicht möglich, weil die Informastation B usw. In diesem Fall kann die Taktfrequenz tionsblöcke jeweils vollständig in die Speicher einauf der Übertragungsstrecke / gleich sein den Takt- geschrieben und erst mittels besonderer Rückwärtsfrequenzen auf den Übertragungsleitungen a, b und c. 55 Steuersignale die Fortsetzung der Übertragung ein-Es gilt aber auch hier, daß alle Übertragungsstrecken geleitet v/,rd. Hierdurch wird natürlich die Übertraan sich selbständige Gebilde mit eigenen Taktfre- gung von Station zu Station verzögert. Die Möglichquenzen sind, die also nicht gleich zu sein brauchen. keit einer Phasenkorrektur ist nicht erwähnt; es ist Es wird zwar in der Praxis in einem solchen System ferner nicht möglich, mehrere Datenströme ineinandie gleiche Taktfrequenz auf allen Übertragungs- 60 der zu verschachtelt

strecken angewendet werden, doch werden geringe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für

Abweichungen immer auftreten, denn nur die Daten- Datenübertragungssysteme der oben beschriebenen modems an den Endpunkten einer Übertragungs- Art ein neues Verfahren anzugeben, mit dem in einstrecke sind aufeinander abgestimmt. Es ist deshalb fächer AVeise ein mit einer bestimmten Taktfrequenz in der Knotenpunktstelle eine Anpassung der Takt- 65 und mit einer bestimmten Phase ankommender frequenzen erforderlich. Wird wie bei dem vor- Datenstrom mit möglichst geringer Verzögerung in erwähnten Zeitmultiplexsystem über das ganze Sy- ein vorgegebenes starres Taktraster mit starrer Phase stern eine gemeinsame Taktfrequenz aufrechterhalten, eingeschleust werden kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die ankommenden Daten mit dem ihnen eigenen Takt in einen Zwischenspeicher eingespeichert und mit dem vorgegebenen starren Takt wieder ausgelesen werden, wobei der ankommende Datenstrom dauernd überwacht und beim Auftreten von Übertragungspausen die Taktphase des Zwischenspeichereingangstaktes sü neu eingestellt wird, daß unabhängig von Frequenz und Phase des Taktes der ankommenden Daten die Zeitdifferenz zwischen Einspeichern und Auslesen der Daten möglichst groß ist.

Die Erfindung macht dabei von der Erkenntnis Gebrauch, daß bei jeder Datenübertragung Pausen auftreten. In diesen können durch Einschieben von zusätzlich notwendigen oder durch Unterdrücken von nicht erforderlichen Taktschritten Unterschiede von Frequenz und Phase zwischen der Taktfrequenz des übertragenen Datenstromes und der vorgegebenen starren Taktfrequenz ausgeglichen werden.

Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher mehrere iipeicherplätze enthält, deren Eingang« mit den Ausgängen eines ersten Wählers und deren Ausgänge mit den Eingängen eines zweiten Wählers verbunden sind, wobei die ankommenden Daten dem Eingang des ersten Wählers zugeführt werden und die abgehenden Daten am Ausgang des zweiten Wählers abgenommen werden und der erste Wähler mit einem durch die ankommenden Daten synchronisierten Taktgeber und der zweite Wähler von einem starren Taktgeber gesteuert ist und die ankommenden Daten ferner einer Prüfeinrichtung zugeführt werden, deren Ausgang zusammen mit einem weiteren Ausgang des zweiten Wählers, an dem ein die Stellung des zweiten Wählers kennzeichnendes Signal anliegt, über eine Logikschaltung auf den ersten Wähler einwirken und dessen -Stellung bezüglich der Stellung des zweiten Wählers einstellen.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Fig. 3 — 5 näher beschrieben und erläutert werden.

F i g. 3 zeigt die Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 4 zeigt ein Datenübertragungsnetz mit einer Knotenpunktstelle, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist.

F i g. 5 zeigt dk Anwendung der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 auf ein Multiplexsystem.

In F i g. 3 werden die ankommenden Daten einem Wähler W1 zugeführt, mit dem der Reihe nach die einzelnen Speicherplätze des Zwischenspeichers ZS angewählt werden. Der Wähler W1 wird gesteuert von einem synchronisierbaren Taktgeber Tl, der vom ankommenden Datenstrom synchronisiert wird. Die jedem Taktschritt zugeordnete Information wird im Zwischenspeicher kurzzeitig abgespeichert und über den Wähler W 2, dessen Eingänge mit den Ausgängen der einzelnen Speicherplätze verbunden sind, wieder ausgelesen und dem Ausgang der Schaltung zugeführt. Dieser Ausgang kann z. B. zu einer Hauptstrecke führen, über die die Daten zu einer zentralen Datenstation gelangen. Der Wähler W 2 wird durch einen starren Taktgeber T 2 gesteuert, der einen Takt mit starrer Frequenz und starrer Phase erzeugt, so daß der abgehende Datenstrom ebenfalls diese Taktfrequenz hat. Am Eingang der Schaltung ist ferner eine Prüfeinrichtung P angeschlossen, die den Datenstrom kontrolliert und Übertragungspausen erkennt. Die Kriterien für Übertragungspausen hängen vom jeweiligen systemgegebenen Datenübertragungsformat ab. Sie können z. B. dargestellt sein durch einen Dauerzustand bestimmter Mindestlänge oder durch bestimmte Zeichen, z. B. Sync'iironisierzeichen. Eine Übertragungspause entsteht z. B. zwischen der Übertragung von Daten von der Trabantenstation A und der Übertragung von Daten von der Trabantenstation B in der vorerwähnten Fig. 2. Wird eine Übertragungspause erkannt, dann wird vom Ausgang der Prüfeinrichtung ein entsprechendes Signal zu einer Logikschaltung PH gegeben, der gleichzeitig ein die Stellung des Wählers Wl kennzeichnendes Signal zugeführt wird. Durch

is die Logikschaltung PH wird der Wähler W\ in die zur Stellung des Wählers W 2 günstigste Stellung gebracht, so daß trotz Unterschieden zwischen den Frequenzen und/oder Phasen der beiden Takte möglichst lange eine ungestörte Übertragung möglich ist.

»ο Bei nominell gleicher Taktfrequenz auf der ankommenden und der abgehenden Seite ist dies die Phasenopposition. Ist die Taktfrequenz des ankommenden Datenstromes höher als die vorgegebene starre Taktfrequenz, so ist ein Ausgleich dadurch

as möglicl«, daß der Wähler W1 von der Logikschaltung PH so eingestellt wird, daß das nächste ankommende Datenbit gerade in den Speicherplatz eingespeichert wird, dsr erst nach Abtasten aller anderen Speicherplätze vom Wähler Wl angesprochen wird.

Umgekehrt wird bei einer Taktfrequenz des ankommenden Datenstromes, die niedriger ist also die vorgegebene starre Taktfrequenz, der Wähler W1 bei Erkennen einer Ubertragungspause so eingestellt, daß er gerade den Speicherplatz anwählt, der als nächster vom Wähler W 2 abgefragt wird. Der Wähler W1 wird also in Abhängigkeit von Frequenz und Phase der ankommenden Daten so eingestellt, daß die Zeitdifferenz zwischen dem Einspeichern und dem Auslesen der Information möglichst groß ist.

Die Kapazität des Zwischenspeichers ist so zu wählen, daß abhängig von den Frequenz- und Phasenunterschieden zwischen den Takten der ankommenden Daten sowie der Länge und Häufigkeit der Übertragungspausen möglichst lange eine ungestörte Übertragung im Rahmen der zulässigen Toleranzen möglich ist. Es ist mit Hilfe dieser Schaltung unter bestimmten Voraussetzungen an die Taktfreijuenzen und an das Übertragungsformat eine regenerative Zusammenschaltung zweier Ubertragungsstrecken mit

5" voneinander unabhängigen Taktgebern möglich.

Die F i g. 4 zeigt ein zentralisiertes Mehrpunktübertragungssystem mit einer Leitstation L und den beiden Trabantenstationen A und B; es arbeitet mit einem Abfrage-(PoIling-)verfahren. Die Datenübertragung erfolgt von der Leitstation zu den Trabantenstationen über eine sich in der Knotenpunktstelle aufzweigende Leitung, Phasenunterschiede treten hier nicht auf und brauchen deshalb nicht kompensiert zu werden. Die Trabantenstationen A und B senden ihre Daten über die Leitungen α und b, die in der Knotenpunktstelle K für die Übertragung auf der gemeinsamen Leitung I zur Leitstation L mittels einer Schaltungsanordnung 5 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammengeführt werden.

Bei diesem System kann von der Leitstation aus der Schrittakt für das gesamte System bestimmt werden, in der Knotenpunktstelle werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung der

in F i g. 3 dargestellten Schaltung die durch die unterschiedlichen Laufzeiten auf den Übertragungsstrecken hervorgerufenen Phasenunterschiede ausgeglichen.

F i g. 5 zeigt die Anwendung der Schaltung nach P ι g. 3 in einem Multiplexsystem. Die auf den verschiedenen Eingangsleitungen a_l( ...."., ankommenden Daten werden mit dem ihnen jt .veils eigenen Takt über die Wähler W 1 in den Schaltungen 51 . . . Sn den Zwischenspeichern ZS in der vorbeschriebenen Weise zugeführt. Aus diesen werden sie über die Wähler Wl und den Multiplexwähler MW mit entsprechend höherer Frequenz ausgelesen und der Hauptleitung zugeführt. Bei diesen Schaltungsanordnungen ist der starre Taktgeber 7 2 für alle Wähler gemeinsam.

Es sei angenommen, daß die Daten auf den ankommenden Leitungen Signale sind, die mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 50 Bd übertragen werden und auf der Hauptleitung mit einer Geschwindigkeit von 1200 Bd weiter übertragen werden sollen. Dann können mit Hilfe der Schaltung nach F i g. 5 unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bis zu 24 solcher Kanäle zusammengefügt werden. Diese Zahl ist abhängig von den tatsächlichen Übertragungsgeschwindigkeiten auf den ankommenden Leitungen, die unter Umständen je nach den Eigenschaften der Signalsender auch etwas höher sein kann, und von den während der Übertragung auftretenden Pausen. Es ist aber nicht Bedingung, daß die Daten auf den ankommenden Leitungen mit untereinander gleichen Geschwindigkeiten ankommen, bei Anwendung des Erfindungsprinzips können auch völlig unterschiedliche Taktfrequenxen verarbeitet werden, wenn nur die gesamte ankommende Datenmenge die Kapazität des abgehenden Kanals nicht übersteigt. 1st beispielsweise die Übertragungsgeschwindigkeit der bei der Schaltung 51 ankommenden Daten ungefähr doppelt so hoch wie die Übertragungsgeschwindigkeiten bei den an den übrigen Schaltungen Sl... Sη ankommenden Daten, so wird de; Ausgang des Wählers Wl der Schaltung 51 an zwei Eingänge des Muitiplexwählers MW geführt, so daß der Wähler W 2 zweimal während eines Umlaufs abgefragt wird. Durch eine entsprechend ausgestaltete Zusammenschaltung der Wählerausgängc der SchaltungSl ... Sη mit den Eingängen des Multiplexwählers können Datenströme mit praktisch beliebigen Übertragungsgeschwindigkeiten zu einen-Multiplexkamil verschachtelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

2 052 465 ι Patentansprüche: vom gemeinsamen starren Taktgeber (T 2) ge-

1. Verfahren zur Einschleusung eines Daten- steuert ist.

stromes in ein vorgegebenes starres Taktraster für 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, daein Datenübertragungssystem mit mehreren Da- durch gekennzeichnet, daß bei unterschiedlichen ten Übertragungsstrecken, die auf der Basisband- s Übertragungsgeschwindigkeiten der auf den versehe untereinander verbunden sind, dadurch schiedenen Eingangsleitungen ankommenden gekennzeichnet, daß die ankommenden Daten der zweite Wähler an mehrere Eingänge Daten mit dem ihnen eigenen Takt in einen Zwi- des Multiplexwählers angeschlossen ^:st.

schenspeicher eingespeichert und mit dem vor-

gegebenen starren Takt wieder ausgelesen wer- io

den, wobei der ankommende Datenstrom dauernd Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenübertraüberwacht und beim Auftreten von Übertra- gungssystem mit mehreren Datenübertragungsstrekgungspausen die Taktphase des Zwischenspei- ken, die jeweils mit Signalumsetzern abgeschlossen chereingangstaktes so neu eingestellt wird, daß sind und auf der Basisbandseite untereinander verabhängig von Frequenz und Phase des Taktes 15 bunden sind. Solche Signalumsetzer sind z. B. synder ankommenden Daten die Zeitdifferenz chrone Datenmodems, die Datenübertragungsstrekzwischen Einspeichern und Auslesen der Daten ken können normale Vierdraht-Fernsprechleitungen mögliche groß ist. sein. Bei solchen Systemen kann es sich um Zeit-

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des multiplex- oder Abfrage-(PolIing-)systeme handeln. Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein solches System, zeichnet, daß der Zwischenspeicher (ZS) meh- das aus zwei Übertragungsstrecken α und Zj besteht. rere Speicherplätze enthält, deren Eingänge mit Die Daten-Endeinrichtungen DEE1 und DEE 2 in den Ausgängen eines ersten Wählers (Wl) und den Endstellen A und B sind mittels der zugehörigen deren Ausgänge mit den Eingängen eines zweiten Datenmodems M 1 und M 2 über die Übertragungs-Wählers (W 2) verbunden sind, wobei die an- 25 strecke a verbunden, die eine normale Vierdrahtkommenden Daten dem Eingang des ersten Wäh- Fernsprechverbindung ist. Diese Strecke ist volllers(Wl) zugeführt werden und die abgehenden kommen selbständig, die beiden Datenmodems M 1 Daten am Ausgang des zweiten Wählers (W 2) und M 2 sind zueinander kompatibel und arbeiten abgenommen werden und der erste Wähler mit mit einer bestimmten ihnen eigenen Taktfrequenz, einem durch die ankommenden Daten synchroni- 30 Die Daten-Endeinrichtung DEE 2 in der Endstelsierten Taktgeber (Tl) und der zweite Wähler lung B steht außerdem mit der Daten-Endeinrichtung von einem starren Taktg ber (T 2) gesteuert ist DEE 3 in der Endstelle C über die Übertragungsund die ankommenden Daten ferner einer Prüf- strecke b in Verbindung. Diese Übertragungsstrecke b einrichtung (P) zugeführt werden, deren Ausgang ist mit den Datenmodems M 3 in der Endstelle C und zusammen mit einem weiteren Ausgang des zwei- 35 M 4 in der Endstelle B abgeschlossen. Auch diese ten Wählers, an dem ein die Stellung des zweiten Übertragungsstrecke arbeitet vollkommen selbständig Wählers kennzeichnendes Signal anliegt, über mit einer ihr eigenen Taktfrequenz. Zur Übertragung eine Logikschaltung (PH) auf den ersten Wähler von Daten zwischen den Endstellen A und C wird in einwirken und dessen Stellung bezüglich der der Endstelle B zwischen den Datenmodems M 2 und Stellung des zweiten Wählers einstellen. 40 /Vf 4 auf der Basisbandseite eine Verbindung herge-

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des stellt, die in Fig. 1 besonders gekennzeichnet ist. Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Sind alle Datenmodems dieses Übertragungssystems zeichnet, daß bei Anwendung eines Multiplex- zueinander kompatibel und arbeiten sie mit genau dei Verfahrens für jede ankommende Leitung (βι, gleichen Taktfrequenz, so ist diese Art der Verbin- a>... a_n) ein Zwischenspeicher (ZS) mit mehre- 45 dung möglich. Die gleichartigen Eigenschaften könren Speicherplätzen vorgesehen ist, deren Ein- nen aber nicht ohne weiteres vorausgesetzt werden, gänge mit den Ausgängen eines ersten Wählers insbesondere dann nicht, wenn das in F i g. 1 dar-(H^ 1) und deren Ausgänge mit den Eingängen gestellte Übertragungssystem nur ein Ausschnitt au; eines zweiten Wählers (W 2) verbunden sind, wo- einem größeren Datenübertragungssystem ist. Danr bei die ankommenden Daten einer Leitung dem 50 werden die Daten vom Datenmodem M 2 mit einei Eingang des ersten Wählers zugeführt werden andcen Taktfrequenz abgegeben als sie vom Daten- und die abgehenden Daten am Ausgang des zwei- modem M 4 erwartet und verarbeitet werden können ten Wählers abgenommen werden und der erste Es ist z. B. möglich, daß die Datenmodems M 2 um Wähler mit einem durch die ankommenden Daten M 4 von verschiedenen Herstellern stammen und dal der zugehörigen Leitung synchronisierten Takt- 55 z.B. dem Datenmodem M 4 die Daten mit einei geber und der zweite Wähler von einem gemein- höheren Taktfrequenzgenauigkeit zugeführt werdet samen starren Taktgeber gesteuert ist und die müssen als sie von dem anderen Datenmodem M ί ankommenden Daten jeder Leitung ferner je abgegeben werden können. Eine andere Schwierig einer Prüfeinrichtung (P) zugeführt werden, de- keit kann darin bestehen, daß die Taktfrequenz au ren Ausgang zusammen mit einem weiteren Aus- 60 der Übertragungsstrecke α höher ist als die der Über gang des zugehörigen zweiten Wählers, an dem tragungsstrecke b eigene Taktfrequenz, so daß des ein die Stellung des zweiten Wählers kennzeich- halb die unmittelbare Verbindung auf der Basis nendes Signal anliegt, über eine Logikschaltung bandseite nicht möglich ist und eine direkte Über (PH) auf den ersten Wähler einwirken und tragung zwischen den Endstellen A und C nich dessen Stellung bezüglich der Steiiurig des zwei- 65 stattfinden kann.

ten Wählers einstellen und daß die Ausgänge der Ein weiteres Beispiel für ein Datenübertragungs

zweiten Wähler an die Eingänge des Multiplex- system mit Verknüpfung auf der Basisbandseit Wählers (MW) angeschlossen sind, der ebenfalls zeigt die F i g. 2. Hier ist eine zentrale Datenstation L